我國目前對現(xiàn)役和在研的飛機(jī)提出了延長其使用壽命的迫切需求。飛機(jī)結(jié)構(gòu)的使用壽命不僅與細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)、機(jī)體材料和飛行載荷相關(guān)聯(lián)，更與其零件制造質(zhì)量及其所采用的技術(shù)密不可分。這些技術(shù)包括連接技術(shù)、裝配技術(shù)和強(qiáng)化技術(shù)等。

　　機(jī)體結(jié)構(gòu)通過各種形式的連接而成為一傳力承載的整體，而“力”在數(shù)以萬計(jì)的分布于結(jié)構(gòu)單元上的連接點(diǎn)(緊固件、釘孔、焊點(diǎn)、焊縫、膠接點(diǎn)等)間的傳遞過程中，持續(xù)對結(jié)構(gòu)機(jī)體所進(jìn)行的重復(fù)作用致使其產(chǎn)生疲勞損傷，繼而影響飛機(jī)結(jié)構(gòu)的使用壽命。同樣，各連接點(diǎn)的制造與裝配質(zhì)量也通過對“力”的傳遞所產(chǎn)生的影響而影響結(jié)構(gòu)的使用壽命，通過各種技術(shù)途徑改善各連接點(diǎn)的技術(shù)狀態(tài)(表面質(zhì)量、配合性質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式等)就能全面提高機(jī)體結(jié)構(gòu)的使用壽命。據(jù)統(tǒng)計(jì)，75%~80%的疲勞損傷與破壞都發(fā)生在機(jī)體結(jié)構(gòu)的連接部位，足見連接對飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞壽命的重要性。

　　連接結(jié)構(gòu)壽命是機(jī)體結(jié)構(gòu)壽命的主要決定因素之一，保證結(jié)構(gòu)連接可靠，在飛機(jī)預(yù)定使用期內(nèi)不發(fā)生功能下降或失效的故障，是長壽命連接技術(shù)應(yīng)用研究的主要目的。國外現(xiàn)役的先進(jìn)飛機(jī)機(jī)體普遍應(yīng)用的這類技術(shù)有干涉連接技術(shù)、電磁鉚接技術(shù)、多種強(qiáng)化技術(shù)、多種焊接技術(shù)。所有這些技術(shù)在結(jié)構(gòu)不同部位的合理使用保證了其具有較長的使用壽命。

　　激光焊接技術(shù)

　　激光焊接是用大功率密度的激光束對材料表面進(jìn)行照射，通過材料表面吸收光能并且轉(zhuǎn)化為熱能使焊接部位溫度升高熔化成為液態(tài)，在隨后的冷卻凝固過程中實(shí)現(xiàn)兩種材料的連接。它是一種高速、高效、高精度的高能束流焊接方法，焊接接頭質(zhì)量可與電子束焊媲美，卻無需真空環(huán)境，不產(chǎn)生X射線， 尤其適合于新型耐高溫航空結(jié)構(gòu)材料的焊接組合。

　　國內(nèi)2006年對2.5毫米厚1420鋁鋰合金板材進(jìn)行了YAG激光焊接，對YAG激光焊接工藝參數(shù)與焊縫成形及焊接接頭的拉伸性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。

　　雙光束激光焊接意味著在焊接過程中同時(shí)使用兩束激光，光束排布方式

　　影響激光焊接的主要工藝參數(shù)有：激光類型和功率、光斑直徑、焊接速度、激光入射情況、焊絲形狀和尺寸、保護(hù)氣體特性等。目前，國內(nèi)激光焊接鈦合金薄板的成熟度級別有了較大提高，雙光束激光焊接鈦合金薄板結(jié)構(gòu)的成熟度級別也有了較大的提高。

 

活性焊劑氬弧焊技術(shù)

　　活性焊劑氬弧焊技術(shù)是采用在被焊接部位涂敷活性物質(zhì)的方法，壓縮焊接電弧，改善熔池的流動，以減小熱影響區(qū)，提高焊縫質(zhì)量。

　　我國活性焊劑氬弧焊接技術(shù)在“十五”、“十一五”期間，完成了許多工程應(yīng)用研究工作，取得了顯著的技術(shù)進(jìn)步。鈦合金波紋腹板梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用研究具有鮮明的代表性，對于焊縫魚鱗紋、機(jī)械打磨、手工打磨等影響焊縫接頭的中值疲勞壽命等工程細(xì)節(jié)問題均進(jìn)行了深入的試驗(yàn)研究。

 

　　連接焊縫表面超聲沖擊強(qiáng)化技術(shù)

　　表面超聲沖擊強(qiáng)化是利用超聲沖擊波的能量，打擊金屬零件表面，使零件表面產(chǎn)生壓應(yīng)力層，改善零件的表面狀態(tài)。我國超聲沖擊強(qiáng)化技術(shù)目前處于應(yīng)用研究階段，“十一五”期間利用該技術(shù)對鈦合金焊縫進(jìn)行了強(qiáng)化處理與試驗(yàn)研究分析，焊后超聲沖擊處理(UIT)可以有效地改變焊縫表面的應(yīng)力分布情況，將拉應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力，均值達(dá)可以到-XXXMPa以上。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了輔助工裝對激光焊接和活性焊劑氬弧焊接波紋腹板梁結(jié)構(gòu)焊縫進(jìn)行了強(qiáng)化，取得了一定效果和工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

　　表面超聲沖擊強(qiáng)化是利用超聲沖擊波的能量，打擊金屬零件表面，使零件表面產(chǎn)生壓應(yīng)力層，改善零件的表面狀態(tài)。我國超聲沖擊強(qiáng)化技術(shù)目前處于應(yīng)用研究階段，“十一五”期間利用該技術(shù)對鈦合金焊縫進(jìn)行了強(qiáng)化處理與試驗(yàn)研究分析，焊后超聲沖擊處理(UIT)可以有效地改變焊縫表面的應(yīng)力分布情況，將拉應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力，均值達(dá)可以到-XXXMPa以上。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了輔助工裝對激光焊接和活性焊劑氬弧焊接波紋腹板梁結(jié)構(gòu)焊縫進(jìn)行了強(qiáng)化，取得了一定效果和工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。